發(fā)光二極管封裝件的散熱 發(fā)光二極管的原理圖繪制

發(fā)光二極管，簡稱為LED，是一種常用的發(fā)光器件，通過電子與空穴復(fù)合釋放能量發(fā)光，它在照明領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

發(fā)光二極管可高效地將電能轉(zhuǎn)化為光能，在現(xiàn)代社會具有廣泛的用途，如照明、平板顯示、醫(yī)療器件等。

發(fā)光二極管封裝件的散熱

在半導(dǎo)體照明裝置中，通常采用高功率高亮度的發(fā)光二極管（LED）作為光源，當(dāng)在發(fā)光二極管中通以電流時(shí)，電 子與空穴會直接復(fù)合，從而釋放能量發(fā)光，其具有功耗小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在照明領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

然而，目前的光電轉(zhuǎn)換效率較低，有很大比重轉(zhuǎn)化為熱能，故LED芯片上的功率密度很大。大的功率密度對器件的散熱也提出了高的要求，發(fā)光二極管中封裝件散熱問題已成為影響其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重大問題。

散熱冷卻方式

LED 的散熱機(jī)構(gòu)一般有這幾種形式：

1．利用熱傳導(dǎo)金屬或散熱鰭片與LED封裝件貼合散熱。

2．加裝風(fēng)扇強(qiáng)制散熱。

3．在封裝件中設(shè)置流通液體散熱。

4．熱管在封裝件中的結(jié)合，利用熱管內(nèi)工作介質(zhì)相變時(shí)可吸收或散發(fā)熱能。

原理圖繪制

發(fā)光二極管端設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)因素：1.發(fā)光二極管工作時(shí)正向壓降電壓 2.發(fā)光二極管工作時(shí)流過的電流

先滿足供電電源的要求必須大于3.3伏，要使二極管在工作時(shí)電流的大小為10mA，則需要在發(fā)光二極管上串聯(lián)電阻，如下圖所示

該電阻在這里的作用是限流至10mA。

發(fā)光二極管端供電電源參數(shù)

在直流電源的選擇上從性質(zhì)上可以選擇的是電壓源型和電流源型電源

電壓源型電源：維持電壓不變，電壓源可以關(guān)斷。

電流源型電源：維持電流不變，與負(fù)載無關(guān)，要保持通路狀態(tài)，一旦開路由于電流源要維持電流的恒定在極間空氣上形成高壓發(fā)生擊穿。

在此應(yīng)用中，首先發(fā)光二極管不可能串聯(lián)到電流源回路中，只能是并聯(lián)，發(fā)光二極管工作時(shí)可以將短路回路先斷開，關(guān)斷時(shí)，短路回路閉合，并且電源的非理想性，存在電源內(nèi)阻，電流源又必須通路，從能耗的角度上講也不適合此應(yīng)用。

在此選用直流電壓源對發(fā)光二極管端進(jìn)行供電，之后涉及到電壓源大小的選擇，像貨幣的面額一樣電源不可能將每種大小的電源都設(shè)計(jì)出來，在實(shí)際應(yīng)用中主要規(guī)格有3.3V，5V，12V，24V，48V直流電壓源，由于二極管的導(dǎo)通壓降已經(jīng)有3.3V，有考慮到減少功耗，這里選擇5V直流電壓源。

限流電阻阻值及其功率

回路電流 i=10mA，發(fā)光二極管正向?qū)▔航禐?.3V，電壓源為5V，可以得到限流電阻的阻值為170歐，功率為0.017W。

5V直流電壓源的獲得

這里選用LM7805穩(wěn)壓模塊，發(fā)光二極管端的回路如下圖所示

在Vin上電壓選取的范圍是12-25伏之間，選取一般常用的電壓12伏和24伏，以24伏計(jì)算LM7805功率為0.2W，可以保證工作時(shí)不發(fā)熱，如果穩(wěn)壓模塊的壓差過大則使得功率較大而發(fā)熱，可以采取散熱處理，或者使用多個(gè)穩(wěn)壓模塊，由多個(gè)穩(wěn)壓模塊組成的電壓源的工作電流還是負(fù)載電流。